低功耗差分复用波束合成器的设计

为了实现波束合成器与差分馈电天线的直接连接,抑制噪声与干扰,针对传统复用网络架构的高功耗、大面积问题,提出新型差分波束合成架构. 采用差分有源延时单元代替传统架构单向通路上的无源延时单元和缓冲器,与双向通路上的差分无源延时单元结合,形成不同通路之间的固定延时差. 基于 HHNEC 0.18 μm CMOS 工艺,设计四输入四输出的波束合成器对所提架构进行验证. 仿真结果表明,在0.5~1.5 GHz带宽内,延时网络的分辨率为80 ps,最大延时值为720 ps,延时浮动均方根值为29.7 ps,电路的输出反射系数低于?23 dB,输入反射系数低于?10 dB,带内增益为18~21 dB,版图面积为2.96 mm×3.22 mm,在1.8 V电源电压下,总功耗为303 mW. 实验结果证明所提结构具有高精度、面积适中、低功耗和低复杂度的优点.     

一种砷化镓工艺的双向真时延芯片设计

采用0.25 μm GaAs pHEMT E/D工艺实现了X/ Ku波段的双向真时延芯片的设计。通过在新型长号型延时结构中增加双向选择开关,实现了低插入损耗波动的双向数控可调真时延电路。其延时单元采用四阶和二阶电感耦合全通滤波器实现,单位面积下具有较高的延时量,并通过双向有源开关选择延时路径来控制延时大小。延时芯片的工作带宽为6~18 GHz,可实现3位延时,最小延时步进为15 ps,最大延时范围为106 ps。仿真结果表明,其具有相对较低的插入损耗8.1 ~ 15 dB,且损耗随时延的波动小于±2 dB。芯片尺寸为1.91 mm²,群时延均方根误差小于10 ps,回波损耗大于15 dB,直流功耗为110 mW,输入1 dB压缩点大于7 dBm。     

一种基于类分数分频的Δ∑延时锁定环的设计

针对现有Δ∑延时锁定环中调制器的功耗问题,提出一种基于类分数分频的Δ∑延时锁定环的设计方法。通过使用分频器,降低Δ∑延时锁定环中调制器、电荷泵、相位选择器等模块的工作频率,由此减小设计难度,并解决了传统结构中的调制器功耗和相位切换的毛刺问题。同时采用自参考多相时钟和FIR噪声滤除技术解决了使用分频器造成的相位模糊以及量化噪声的恶化问题。测试结果表明,该结构可以在基于低频Δ∑调制中实现低于1ps的时域分辨率,并且获得与传统结构相当的时钟抖动性能。     

增益恒定的数控振荡器设计

针对驱动能力可调的数控振荡器在输出频率范围内增益变化较大的问题,提出了一种电路设计方法,通过该方法设计出的数控振荡器结构具有增益恒定的特点。在SMIC 0.18 μm logic 1P6M CMOS工艺下设计并实现了一个采用该振荡器结构的数控锁相环,数控振荡器的面积为0.025mm2。实测数据表明,该数控振荡器输出的频率范围为76～208MHz。当锁相环输出208MHz高频时钟时,四分频后的峰峰值抖动为110ps,均方根抖动为14.82ps,数控振荡器的功耗为1.512mW。     

钢块缺陷双向涡流检测信号的正交解调电路

为解决双向励磁涡流检测传感器的信号解调问题,设计了适用于低频范围的正交解调电路(包括移相器、模拟乘法器以及低通滤波器),并对电路各模块的特性进行了测试.通过在移相器中设置滑动变阻器调节两级运放的输入、输出阻抗,可以实现对10~30 k Hz内正弦信号的90°相移,测试了乘法器在工作频段内的直流偏置特性.将解调电路与双向励磁涡流检测传感器应用于钢块不同深度缺陷的检.结果表明:偏置电压基本不随工作频率而波动,进行差值补偿后,计算与电路输出结果的互相关系数为0.955 1,整体解调电路对信号解调的幅值误差小于13%,相位解调误差小于8%.可以检测出45号钢中深7 mm的槽型缺陷,且随着缺陷深度的增加,幅值和相位均呈增长趋势.     

X波段宽带幅相多功能芯片设计

为了降低相控阵天线T/R组件的尺寸和成本,提高集成度,该文基于0.5 μm GaAs pHEMT工艺,设计了一款X波段宽带幅相多功能芯片。芯片在架构设计方面除了集成传统的6位数字移相器、6位数字衰减器、单刀双掷开关和驱动放大器以外,新引入了2位数字延时器,实现了收发通道的幅相与时延的独立控制和单芯片集成,改善了宽带相控阵应用中的波束色散。在幅相特性方面,采用高低通移相网络和开关型衰减拓扑,实现平坦的移相、衰减特性,并有效降低了寄生调幅和附加相移。实测结果表明:8~12 GHz工作频带内,64态移相均方根(RMS)误差小于3.5°,寄生调幅RMS小于0.3 dB;64态衰减RMS误差小于0.4 dB,附加相移RMS小于2.5°;延时器延时误差小于1.5 ps。芯片尺寸为5.0 mm×3.5 mm。     

256MHz采样71dB动态范围连续时间ΣΔADC设计

宽带连续时间ΣΔ型数模转换器大量用于无线通信领域.设计了采用三阶4bit连续时间调制器架构.为降低时钟抖动的影响,采用不归零数模转换器反馈脉冲,通过引入半个时钟周期延时来改善环路异步问题,以补偿环路延时对性能的影响.还从电路、算法和版图方面来降低反馈数模转换器失配的影响.由于米勒补偿增加了电容而增大功耗,因此这里采用前馈补偿技术,设计了一款低功耗、高速的运算放大器.最后基于0.13μm工艺,在256MHz采样频率、1.2V电源电压下,在8MHz带宽内信噪失真比达到62.5dB和71dB动态范围,功耗为15mW.     

一种新型低成本移相技术的研究

运用基于有限元法的商业软件HFSS对Radant透镜的基本单元进行了建模和仿真计算,获得了影响基本相移单元插入相移的主要结构参数.在此基础上,设计了两种满足工程研制需要的新型基本相移单元.仿真表明,这两种新型单元在以10 GHz为中心频点的8%的工作带宽内,相位不平衡度小于6°,并具有良好的传输特性.最后,通过组合这两种新型单元,设计了一种相移位数为5位的结构新颖的Radant透镜式移相器,其电扫描精度比传统的4位数字式Radant透镜式移相器要高.     

一种新的短时间间隔测量方法

提出了一种基于延迟线技术的短时间间隔测量新方法．利用延迟链产生均匀延迟的多路参考频率信号,在由短时间间隔形成的闸门下对其计数,以计数值的平均数作为参考频率计数值,降低测量误差1～2个数量级．理论分析表明新方法的短时间间隔测量误差取决于延迟单元延时．实际测量数据表明,在参考频率为200MHz,延迟单元延时为500ps时测量误差小于500ps,同等条件下测量精度比脉冲填充法高10倍．相比模拟内差法、时间-电压变换法和游标法等,新方法实现简单、成本低廉,具有良好的实用性．     

用于谐波测量的非均匀同步采样时钟产生方法

为了消除谐波采样中的频谱泄露并降低电路实现代价,提出非均匀同步过采样时钟产生方法.该方法使用延时锁定环路产生非均匀时钟,控制谐波采样的过采样间隔.通过合理设计过采样率、非均匀时钟频率的概率分布以及变化周期,使非均匀过采样噪声位于模数转换器输出带宽之外,减小了采样噪声对谐波频谱的调制影响,保证了非均匀时钟是统计意义上跟踪基波频率的同步时钟.过采样和时钟的非均匀特性大幅简化了延时锁定环路的结构,所需延时单元个数从3×104减少到125.采样数据可以作为同步采样序列直接进行快速傅里叶变换运算,无需消除非均匀采样噪声和频谱泄露的操作.在使用1.6384 MHz参考时钟、基波频率为46～54 Hz的情况下,63次谐波范围内的谐波幅度和相位测量误差分别小于0.02%和0.031°.     

电能表校验装置中移相器的设计

现阶段,变压器型移相器在实际应用中仍有着其他移相器不可代替的优点,如它有能按相分别调节A、B、C相电压或电流的相位,调好的角度不会自行改变,不易出现噪音和振动,输出电压波形较好,故障率低,价格低廉等优点.分析了变压器型移相器在三相电能表校验装置中的设计方法,并在传统移相器的基础上做了改进,扩大了移相范围.     

一种具有延迟校准功能的可编程多相位时钟电路

基于延迟锁相环原理,提出了一种新型的具有延迟校准功能的可编程多相位时钟电路,能为工作在80MHz的电荷耦合器件信号处理器提供精度高达390ps的时序信号．将主时钟的单周期等分为32份,通过可编程相位组合电路,产生相位及占空比可调的信号,能满足不同电荷耦合器件所需的最优工作时序．传统的延迟锁相环结构随着延迟单元的增加,延迟单元之间不匹配愈加明显,导致输出相位偏离理想位置．引入延迟校准电路可以显著降低相位之间的误差,校准后的多相位时钟信号接入可编程相位组合器进行选择组合,产生所需的高精度时序信号．基于SMIC 0.18μm 3.3V CMOS工艺完成设计,在80MHz主时钟下的后仿真结果表明：电路可产生占空比范围为2％～98％的输出时钟,校准后的延迟误差小于5ps,边到边抖动为 1.14ps,有效地保证了相位精度．     

纤维切削角对CFRP加工缺陷的影响规律

为研究碳纤维增强复合材料(CFRP)在加工中出现毛刺、崩边等缺陷,提出基于纤维切削角的碳纤维每齿切削长度计算方法,分析毛刺缺陷的形成机制和发展规律.计算结果和验证试验表明:纤维切削角决定碳纤维每齿切削长度和受到作用的切削刃总数,随着纤维切削角增大,碳纤维每齿切削长度增大,而受到切削刃的作用频率降低.产生毛刺的主要原因是碳纤维实际弯曲半径大于理论最小弯曲半径,碳纤维仅仅发生弯曲并没有断裂.当纤维切削角在0°~90°时,缺陷形式为崩边;当纤维切削角在90°~180°时,出现毛刺缺陷,且毛刺长度随纤维切削角的增大而不断增大.     

一款BiCMOS工艺的低附加相移衰减器

采用0.18μm BiCMOS工艺，设计了一款工作频率为17～42 GHz的5位低附加相移、超宽带衰减器。小衰减单元采用简化的T型衰减结构，大衰减单元采用π型衰减结构，且每个衰减单元均采用电容和电阻并联的方式对附加相移进行补偿。测试结果表明，在17～42 GHz频带范围内，该衰减器的衰减动态范围为0～20 dB,衰减步进为0.5 dB,衰减误差均方根小于0.5 dB,附加相移为-1.25°～1.00°,芯片尺寸为220μm×95μm。     

CMOS可调谐环形压控振荡电路的设计

介绍作为芯片内部时钟源的环形压控振荡器(VCO),采用恒流源反相器为核心,应用互补型开关作为可变电阻器,并通过控制电压来调节电阻值,从而达到频率可调谐的目的.在Cadence Spectre下采用CSMC 0.6 μm CMOS工艺进行仿真模拟,得到调谐范围为3～1.0 MHz波形较好的信号.该电路易于集成、功耗低.     

电压型Boost变换器的混沌分岔现象及其控制

分析了工作在断续导通模式下的电压型Boost变换器的混沌分岔现象,并创造性地引入无源延时反馈控制法来抑制Boost变换器的混沌现象,即利用已进入混沌态的变换器输出电压与其延时值之差来调节输出电压.仿真结果表明,本文所建立的无源延时反馈控制模型能有效地控制已处于混沌态的Boost变换器回到并稳定工作在单周期态,且系统动态响应速度快,系统频率也没有改变.     

应用于ISM频段的双频整流器系统设计

为了将环境中的射频能量转换成直流电能为低功耗设备供电,设计了一种宽带共面波导天线与新型匹配网络相结合的双频带能量收集器.宽带天线的带宽为0.8~2.8 GHz,可以收集环境中频率为0.915 GHz和2.4 GHz的射频能量,并且相对于微带天线,尺寸缩小了近1/3;新型匹配网络可同时匹配在0.915 GHz和2.4 GHz双频带处,并且匹配带宽分别达到了30 MHz和100 MHz.实验结果表明:该系统与功率为0.1 W的阅读器相距50 cm时,可以收集到201 mV的直流电能;与功率小于0.1 W的路由器相距10 cm时,可以收集到33 mV的直流电能.这表明本文所设计的双频带整流系统可以有效收集环境中ISM频段(0.915 GHz和2.4 GHz)处的能量.     

高重复率半导体超短脉冲激光的产生和测量

本文介绍直接调制DH-AlGaAs半导体激光器产生高重复率超短脉冲激光和有关测量的实验结果。激光脉冲重复频率可在150MHz～1GHz范围内变化,脉冲宽度为30～40ps。用碘酸锂晶体进行光倍频对激光脉冲进行了二阶自相关测量,确定了脉冲宽度。     

同步发电机在人工稳定情况下工作时的静稳定极限和失步的形式

§1.引言同步发电机通过输电线供电时,静稳定极限角为90°。然若利用没有不工作区的电压调整器,则静稳定极限角一般可达到110°～120°。同步发电机在其电势E_r和受电端电压之间的功角超过90°的情况下稳定工作称为人工稳定情况。人工稳定极限不仅决     

单片机多任务延时程序设计

对多延时程序的类型作了简要分析,重点讲述用一个定时器编写多延时程序的的设计思路,给出了多任务延时程序和主程序的流程图,分析了多延时程序设计中主程序和定时器服务程序之问的关系,并以多路矩形波的产生为例说明多延时程序设计的步骤,阐述了多延时任务程序的分解过程,同时给出了相对应的程序.指出了在实际编写多延时程序时应注意的一些问题.